《《考案》2015年高考物理第一轮复习课件第8章磁场 单元总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《考案》2015年高考物理第一轮复习课件第8章磁场 单元总结（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 单 元 总 结 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 一、安培力作用下物体的平衡问题 安培力作用下物体的平衡和运动是常见的一类题型 , 体现了学科内的知识的综合应用及知识的迁移能力 , 解决这类问题 , 应把握以下几点。 1. 因为电流所受的安培力方向既跟磁场方向垂直 , 又跟电流方向垂直 , 故安培力总是垂直于磁感线和通电导线所决定的平面。 2. 按正确的顺序进行受力分析 , 先重力然后安培力 , 最后是弹力和摩擦力 , 因为弹力和摩擦力是被动力 , 力的有无和方向 与其他的力有关。 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 3. 对涉及静
2、摩擦力作用下的平衡问题 , 要把握住静摩擦力大小和方向随安培力变化而变化的特点 , 从动态分析中找出静摩擦力转折的临界点 ( 如 : 静摩擦力最大值、零值、方向变化 ) 。 4. 物体在平衡力作用下的两种状态 : 静止 ( 包括缓慢移动情况 ) 和匀速直线运动。所以 , 一旦遇到静止和匀速直线运动的情况 , 首先应想到合力为零。 如图所示 , 长为 L 的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上 , 劲度系数为 k 的水平轻弹簧一端固定 , 另一端拴在棒的中点 , 且与棒垂直 , 整个装置处于方向竖直向上、磁 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 感应强度为 B 的匀强磁场中 , 弹簧伸长 x
3、, 棒处于静止状态。则 ( ) 。 A. 导体棒中的电流方向从 b 流向 a B. 导体棒中的电流大小为 C. 若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度 ,x 变大 D. 若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度 ,x 变大 由导体棒的状态分析其受力情况 , 根据平衡方程求解。 由左手定则可知 , 导体棒中的电流方向从 a 流向 b,选项 A 错误 ; 由 k x 可得导体棒中的电流大小 I= , 选项B 正确 ; 若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度或逆时针转过一小角度 ,x 都变小 , 选项 C 、 D 错误。 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) B 二、带电粒子在磁场中 的运动 1. 带
4、电粒子在磁场中运动的突破方法 : 明确带电粒子在磁场中的受力特点。 明确带电粒子在匀强磁场中的运动规律。 充分运用数学知识 ( 尤其是几何中的圆知识 , 切线、弦、相交、相切、磁场的圆、轨迹的圆、勾股定理、三角函数等 ) 构建粒子运动的物理学模型 , 归纳带电粒子在磁场中的题目类型 , 得出求解此类问题的一般方法与规律。 2. 极值型问题 , 善于寻找产生极值的条件 : 直径是圆的最大弦。 同一圆中大弦对应大的圆心角。 由轨迹确定半径的极值。 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 3. 解决多解型问题 , 要通过分析抓住多解的产生原因 , 一般来说有以下几种 : 带电粒子电性不确定形成多
5、解。 磁场方向不确定形成多解。 临界状态不唯一形成多解。 运动的重复性形成多解。 4. 带电粒子在“有界磁场”中的运动类型 : 带电粒子在圆形磁场中的运动。 带电粒子在有“圆孔”的磁场中的运动。 带电粒子在相反方向的两个有界磁场中的运动。 一圆筒的横截面如图甲所示 , 其圆心为 O 。筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场 , 磁感应强度为 B 。圆筒下面有相距为 d 的平行金属板 M 、 N, 其中 M 板带正电荷 ,N 板带等量负电荷。质量为 m 、电荷量为 q 的带正电粒子自 M 板边 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 缘的 P 处由静止释放 , 经 N 板的小孔 S 以速度 v 沿半
6、径 子与圆筒发生两次碰撞后仍从 S 孔射出 , 设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失 , 且电荷量保持不变 , 在不计重力的情况下 , 求 : 甲 (1)M 、 N 间电场强度 E 的大小。 (2) 圆筒的半径 R 。 (3) 保持 M 、 N 间电场强度 E 不变 , 仅将 M 板向上平移23d,粒子仍从 M 板边缘的 P 处由静止释放 , 粒子自进入圆筒至从S 孔射出期间 , 与圆筒的碰撞次数 n 。 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 电场力加速 , 洛伦兹力偏转是处理带电粒子在复合场中运动的基础 , 画轨迹并确定圆心、半径 ( 根据几何关系 )和周期是关键 , 并注意粒子运动的周
7、期 性问题。 (1) 设两板间的电压为 U, 由动能定理得 2U=联立上式可得 E= 22 。 (2) 粒子进入磁场后做匀速圆周运动 , 运用几何关系做出圆心 O, 圆半径为 r 。设第一次碰撞点为 A, 由于粒子与 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 圆筒发生两次碰撞又从 S 孔射出 , 因此 ,所对的圆心角 等于3。 乙 由几何关系得 r=3粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力 , 由牛顿第二定律 ,得 m2第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 联立解得 :R=3 。 (3) 保持 M 、 N 间电场强度 E 不变 ,M 板向上平移23d 后 ,设板间电压为 U, 则 U= 3=
8、3设粒子进入 S 孔时的速度为 v, 则 = 22综合解得 :v=33v 设粒子做圆周运动的半径为 r, 则 r=3 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 设粒子从 S 到第一次与圆筒碰撞期间的轨迹所对圆心角为 , 比较上式得到 r=R, 可见 =2粒子须经过四个这样的圆弧才能从 S 孔射出 , 故 n=3 。 (1) 22 (2)3 (3)3 如图甲所示 , 在 0 x 3 a 区域内存在与 面垂直的匀强磁场 , 磁感应强度的大小为 B 。在 t=0 时刻 , 位于坐标原点的粒子源在 面内发射出大量同种带电粒子 , 所有粒子的初速度大小相等 , 方向与 y 轴正方向的夹角分布在 018
9、0 范围内。已知沿 y 轴正方向发射的粒子在 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) t=t 0 时刻刚好从磁场边界上 P( 3 a,a) 点离开磁场。求 : (1) 粒子在磁场中做圆周运动的半径 R 及粒子的比荷。 (2) 从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。 先由运动情景画出运动轨迹 , 并确定圆心 , 根据三角函数和勾股定理确定半径 , 然后根据题意找出临界情况并求解。 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) (1) 由于各粒子的比荷及速度大小相等 , 因此 , 各粒子在磁场中运动的轨迹半径相等。对于沿 y 轴的正方向进入磁场的粒子 , 做 线的垂直平分线 , 它与 x 轴的
10、交点 O 1即为圆心 , 如图乙所示。由勾股定理有 R2= 3 a - R)2, 解得 :R=2 33a 。 设半径 O 1 P 与 x 轴正向的夹角为 , 由几何关系可知 , =32, 解得 : =60 。所以 , 圆弧 对圆心角为 120 , 故有 t 0 =120 360 T=3, 而 T=2 ; 对粒子的圆周运动 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 运用洛伦 兹力公式及牛顿第二定律有 m2。解此三式得 :=2 3 0。 (2) 由于各粒子是同时发射的 , 从发射到全部离开磁场所用的时间 , 等于在磁场中运动时间最长的粒子的运动时间 ,而磁场中运动时间最长的粒子的轨迹应是轨迹圆弧
11、最长的粒子 , 该圆弧将与磁场的右边界相切。如图乙所示 , 设 与x 轴正方向夹角为 , 则 =3 a - R=12, 所以 =30 , 由此可知所用时间 t=240 360 T=2t 0 。所以从粒子发射到全部离开所用时间为 2t 0 。 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) (1)2 33a 2 3 0(2)2t 0 能力进阶一、磁场对运动电荷的作用 洛伦兹力在生活、科技中有广泛应用 , 高考对洛伦兹力的方向和大小的考查是历年高考的热点 , 而且与其他场 ( 电场、重力场 ) 结合考查 , 故从知识考查角度分析主要有以下热点 : 洛伦兹力方向的判断和洛伦兹力公式的应用、带电粒子在磁场
12、中的运动。题型主要有选择题和计算题。 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 如图甲所示的 面内有一半径为 R 、以坐标原点 O 为圆心的圆形磁场区域 , 磁场方向垂直纸面向外 , 在直线 x=R 和 x=R+L 之间有向 y 轴负方向的匀强电场 , 在原点 y 轴正方向发射速率为 v 0 的带电离子 , 离子射出磁场时速度与 x 轴平行 , 射出磁场一段时间后进入电场 ,最终从 x 轴上的 P(R+L,0) 点射出电场 , 不计离子重力 , 求电场强度 E 与磁感应强度 B 的比值。 甲 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 不计带电粒子的重力 , 当运动电荷的方向与洛伦兹力垂直时
13、做匀速圆周运动 , 洛伦兹力充当向心力 , 运动电荷的方向与电场垂直时 , 带电粒子做类平抛运动。 离子在磁场中做圆周运动 , 设其运动半径为 r, 圆心为 O 1 , 由洛伦兹力提供离子做圆周运动的向心力 , 有 B=m02乙 离子运动轨迹如图乙所示 , 据几何关系可得 :r=22R 粒子在电场中做类平抛运动 L=v 0 t,r=12高考第一轮复习用书 物理 (R) 粒子的加速度 a= 联立以上各式解得 :=022。 022能力进阶二、带电粒子在复合场中的运动分析 复合场一般包括重力场、电场和磁场 , 通常所说的复合场指的是磁场与电场、磁场与重力场或者三场合一。题目涉及电子、质子、 粒子、离
14、子等微观粒子在复合场中运动时 , 一般都不计重力 , 但质量较大的质点 ( 如带电尘埃 )在复合场中运动时 , 不能忽略重力。 带电粒子在复合场中运动的处理方法 : (1) 正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 带电粒子在复合场中所受合外力为零时 , 做匀速直线运动 ( 如速度选择器 ) 。 当带电粒子所受的重力与电场力等值反向 , 洛伦兹力提供向心力时 , 带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。 当带电粒子所受的合外力是变力 , 且与初速度方向不在一条直线上时 , 粒子做非匀变速曲线运动 , 这时粒子的运动轨迹既不是圆弧 , 也不是抛物线。 (2) 灵活选用力学规律是解决问题的关键 当带电粒子在复合场中做匀速运动或圆周运动时 , 往往应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解。 当带电粒子在复合场中做非匀变速曲线运动时 , 应选用动能定理或能量守恒定律列方程求解。 第八单元 高考第一轮复习用书 物理 (R) 如图甲所示 , 条形区域 内存在垂直于纸面向外的匀强磁场 , 磁感应强度 B
